请教链路预算 LINK Budget

yellowtoot

请教链路预算问题:

一, RX

   1, 总RX Gain是如何得到呀? 应由哪些已知条件得出呢?

      是已知接收机的最大接收电平,和最低接收电平吗?

      然后预算总GAIN,使得ADC在最大接收电平时不饱和,在最低接收电平时超过ADC等效底噪吗?


   2, NF 是由灵敏度来预算的吧?

   3, IP3的已知条件是什么呢?

   4, ADC的SFDR能用来做什么预算呢?


二, TX

    感觉好像没什么的, 不知是不是理解粗浅,所以没问题

    [em03]

fengmo44

RX 总增益是看最后ADC的要求吧 你的问题回答起来好心虚啊 我就说说我参与的项目吧

比如卫星信号接收机 GPS带宽是2.046M ,我们就按照2M(2M的噪声功率就是-114dBm,我是按照噪底-174dBm计算的) 算吧 ADC要求了一个幅度 然后等效成射频功率就是-4dBm/2MHz   所以我整个系统的增益大概就是110 左右 整个接收机的增益和损耗的器件都要计算到 我们当时就是没想到SAW 有20dB的衰减导致增益稍微小了点 之后我加了一级放大 总的增益大概是160dB吧 对于你说的最大和最低接收电平 无论信号大小 接收机都应该保持固定的输出 这个就是AGC来实现的 一般来讲我们处理的卫星信号 北斗二吧就说 大概是-110到 135左右 所以我们30dB(实际比30要大点)动态范围足够了

对于IP3那个当时并没怎么考虑 就是前级LNA P-1选了个比较高的

NF 就是通过灵敏度来评估  比如GPS NF是6都可以 北斗作到2就不行了 这个我就不细说了 你肯定比我清楚

后面的我就不懂了 SFDR是什么?
[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

fengmo44

北斗处理的信号范围大概是-110到-135  估计大家看出来我写错了 不过防止有人拍砖 我来更正下 而且这个是参考我做北斗时候的 如果你们做到-140也不要鄙视我

fengmo44

以后你的帖子我一定紧跟啊 帮你顶着 以后我回南京了你好收留我 有后路了 哈哈

yellowtoot

以下是引用fengmo44在2009-6-25 21:52:50的发言：
以后你的帖子我一定紧跟啊 帮你顶着 以后我回南京了你好收留我 有后路了 哈哈

谢谢啊!

yellowtoot

以下是引用fengmo44在2009-6-25 21:47:28的发言：
比如卫星信号接收机 GPS带宽是2.046M ,我们就按照2M(2M的噪声功率就是-114dBm,我是按照噪底-174dBm计算的) 算吧 ADC要求了一个幅度 然后等效成射频功率就是-4dBm/2MHz                 所以我整个系统的增益大概就是110 左右


后面的我就不懂了 SFDR是什么?

Spurious Free Dynamic Range


你说的,偶没看懂啊 :(

ADC 要求的幅度是指什么呢? ADC能正常工作的最低输入电压?

-4dBm, 怎么看像是DAC的输出呢 :(

另外,增益为何是将底噪放大到ADC的输入要求幅度电平呢?

不是将最低接收电平放大到ADC输入的要求电平吗?

而且,1MHz对应-114吧,当然这个不伤大雅.

fengmo44

ADC 要求的幅度是指什么呢? ADC能正常工作的最低输入电压?

-4dBm, 怎么看像是DAC的输出呢 :(

ADC 的幅度是 就是它能检测的信号幅度啊 用示波器看大概200 300 MV 吧 我负责RF部分 就是把CHANNEL POWER 是-4dBm的 信号送到下级的ADC .

另外,增益为何是将底噪放大到ADC的输入要求幅度电平呢?

这个问题是很容易造成误解 因为GPS信号是在噪声之下的 所以这里都是按噪声来计算整个系统的增益或者衰减什么的 所以你说的是对的 就是把最小的信号送到ADC 同时满足要求

最后那个1M的带宽是-114dBm 哈哈 犯个小错误 应该是-111 哈哈

这么说怎么样啊  因为这个我搞了一年多 所以稍微知道点

fengmo44

要不这样吧 你可以把你的系统的大致要求说一下 然后根据IF 或者数字部分的要求大家来讨论下 看看结论和你的设计是否一致

yellowtoot

非常感谢!

只是知道你说的意思了:(

   底噪放大到ADC的正常要求输入范围.

但好像还与ADC的好多参数有关,

  S/N, SFDR,

之后还与系统本身参数有关,

   PAR, process gain,

总之感觉水很深

   [em03]

yellowtoot

以下是引用fengmo44在2009-6-25 23:02:46的发言：
要不这样吧 你可以把你的系统的大致要求说一下 然后根据IF 或者数字部分的要求大家来讨论下 看看结论和你的设计是否一致

偶还处在迷惘期 :(

根本就没有一个清晰的轮廓[em03]

fengmo44

恩 跟S/N是有关系的 GPS的处理增益好象是46吧 所以虽然信号一直在噪声之下(按照噪声-111计算,卫星落地信号大概在-140左右) 但是最后还是能有个正的信噪比的 根据这个S/N,就能推算出需要多大的NF了,然后根据ADC需要处理的信号就知道增益了 如果它精度高 比如-10dBm的信号都能处理 那肯定不需要象处理-4dBm 那么大的增益了  

因为当时我只负责RF部分 ADC 就是IF 负责的了 所以ADC的参数我就不清楚了 好象有个多少位的 就是弄了一个精度很高的

我有个讲的很详细的接收机的设计 把各个器件的作用,增益 线性程度,等等很多都做了说明  等我回去发给你 不过我这次出差时间比较长 得一个月 ......

yellowtoot

以下是引用fengmo44在2009-6-26 8:23:14的发言：
恩 跟S/N是有关系的 GPS的处理增益好象是46吧 所以虽然信号一直在噪声之下(按照噪声-111计算,卫星落地信号大概在-140左右) 但是最后还是能有个正的信噪比的 根据这个S/N,就能推算出需要多大的NF了,然后根据ADC需要处理的信号就知道增益了 如果它精度高 比如-10dBm的信号都能处理 那肯定不需要象处理-4dBm 那么大的增益了               

因为当时我只负责RF部分 ADC 就是IF 负责的了 所以ADC的参数我就不清楚了 好象有个多少位的 就是弄了一个精度很高的

我有个讲的很详细的接收机的设计 把各个器件的作用,增益 线性程度,等等很多都做了说明                等我回去发给你 不过我这次出差时间比较长 得一个月 ......

板等一个月 :)

edwardflee

SFDR就是噪底
信号链的计算现在有工具可以利用
是agilient开发的AppCAD
从他们的网站上可以下载

boming

刚刚写了很多了，刷新了一下页面就没有了，从新写吧。
链路的预算还是从基本的理论上去理解的好，其实软件也是根据这些来的。
我没有做过调制解调，就把中频以后的AD,解调统称为解调吧。
接收机的设计就是可以围绕解调器来分析。至于接收机的结构就不说了，反正就是典型的超外差接收机。解调器的输入，应该就是AD的输入，一般是要求一个功率稳定的信号，比如说0dBm。所以要把接收到的射频信号放大到这一功率，至于增益在电路里面怎么分配，有一定的灵活性。但是原则就是放大，混频不饱和，系统噪声要小，能在中频处理的尽量放在中频，比如说自动增益控制电路（AGC），其实有了这些要求，也就没有那么灵活了。
AGC，有的GPS芯片叫PGC，反正都是一样的东西。原因就是发射机和接收机的相对位置是不固定，复杂的传输环境，导致信号的衰落，导致接收到的信号功率，随通信距离，时间持续的不同点而不同，但是AD输入要以固定的功率。AGC的动态范围就是根据具体的应用环境不同来做具体的要求。GPS在开阔地一般可以接收到-127dBm的信号功率，但是就算是很牛X的SIRF3的跟踪灵敏度也只有-157dBm左右。所以AGC的范围有40dB就足够了。
满足一定功率，就可以AD采样，但是只有把它能够正确的判决出来，或者工程上是低于某一误码率才行。影响解调判决是否正确的就是进入解调器的信噪比（S/N）。有的地方也叫载噪比（c/n），就是带内信号功率比上1HZ的噪声功率。我想也是fengmo44说的为正的东西吧。GPS信号肯定是湮没在噪声中的，就是信噪比为负。这就是扩频通信带来的好处，就是可以解调出湮没在噪声中的信号，有的地方叫扩频增益。至于影响到达解调器的信号的信噪比的电路参量就很简单了，中频带宽，系统噪声系数，就是接收到的信号的信噪比，再加上接收系统对它的恶化。系统噪声的计算就是噪声的级联公式了。这些理解其实就是接收灵敏度的计算公式sensitivity=-174+NF+10lgBW+S0/N0，BW是中频带宽，和噪声系数和起来就是带内噪声功率了。S0/N0是解调门限，就是满足一定误码率的最低的信噪比。
其实这只是考虑接收机的设计。其实涉及到包括发射机在内，还有好多问题。如果是设计现在已经完全产业化，或者说标准化的接收机，或许不是什么难事，但是如果完全设计一个新的系统就不一样了。比如要初步估算天线的增益，发射功率，通信距离，相应的就有接收灵敏度，动态范围等。链路预算上有系统总增益和系统总损耗的概念。如果你的系统总增益定了，天线增益一定，发射功率和接收灵敏度就是此消彼长的关系。比如怎么选发射功率，如果过大，价格肯定很高，比如毫米波的功放，500mw和200mw价格相差大的多了，尽管只差了4dB。发射功率如果太小，意味你的接收灵敏度，干脆说系统噪声要做的足够小，一般说来也只能优化到一定的程度就很难再优化了。天线的增益的提高是提高系统增益的办法，但是天线的增益又和行业水平，系统的构造空间有很大的关系。要能够设计的很科学，肯定要有对整个行业的比较深入的理解，权衡各个指标，最后折中考虑，才能设计出最优化的方案。
[br]<p align=right><font color=red>+9 RD币</font></p>

fengmo44

兄弟 你也是搞北斗的吧 还是做GPS的 我要是斑竹就给你加10分

yellowtoot

以下是引用edwardflee在2009-6-26 15:37:33的发言：
SFDR就是噪底
信号链的计算现在有工具可以利用
是agilient开发的AppCAD
从他们的网站上可以下载

SFDR不是噪底的 :)

yellowtoot

以下是引用fengmo44在2009-6-26 18:26:59的发言：
兄弟 你也是搞北斗的吧 还是做GPS的 我要是斑竹就给你加10分

偶要是版主,就加100分 *_^

yellowtoot

以下是引用boming在2009-6-26 17:21:03的发言：
AGC，有的GPS芯片叫PGC，反正都是一样的东西。原因就是发射机和接收机的相对位置是不固定，复杂的传输环境，导致信号的衰落，导致接收到的信号功率，随通信距离，时间持续的不同点而不同，但是AD输入要以固定的功率。AGC的动态范围就是根据具体的应用环境不同来做具体的要求。GPS在开阔地一般可以接收到-127dBm的信号功率，但是就算是很牛X的SIRF3的跟踪灵敏度也只有-157dBm左右。所以AGC的范围有40dB[/COLOR]就足够了。

请问40dB[/COLOR]是如何得出来的呀？ 没看懂，不好意思 :)

boming

以下是引用yellowtoot在2009-6-26 19:40:02的发言：



请问40dB[/COLOR]是如何得出来的呀？ 没看懂，不好意思 :)

GPS在开阔地的时候，没有遮挡，信号的传输路径最好，能够接收到-127dBm的信号，这时候把信号的功率调整到假如说0dBm,整个接收链路分配到各级的增益，包括射频和中频就要把信号放大127dB，但是如果在闹市区，周围有高楼的遮挡，或者是大树的遮挡，这时候信号的功率可能就会小到-140多，甚至更差的情况，如高架桥下面等，到-150多，这时候就要把信号放大到-140多，甚至-150多dB，才能满足AD输入的要求。就是因为接收信号的大小不同，但是需要一级AGC电路把信号的功率调整到一个恒定功率的值。动态范围其实就是正常工作范围内能够接收到的最大信号和接收灵敏度之间的范围。我上面的分析，最大信号-127dBm,和跟踪灵敏度-157dBm之间实际只有30dB,但是设计上总是要有一定的冗余嘛，所以说40dB就足够了。但是GPS芯片到底做的多少我还真不知道，可能比这个要大吧，因为是封起来的芯片，也不好测。但是动态范围的概念大概就是这样吧。

boming

以下是引用fengmo44在2009-6-26 18:26:59的发言：
兄弟 你也是搞北斗的吧 还是做GPS的 我要是斑竹就给你加10分

我去年做GPS，现在也在为我们自己设计的GPS芯片设计射频电路。北斗没有做过，原来的公司其他部门做过，比较熟。
但是收获最大的是我负责的一个KU波段的微波中继通信机。从无到有，可以学到很多东西。
另外力挺你当斑竹，呵呵！
版主不要生气